電動式直動アクチュエータおよび電動式ブレーキ装置
【課題】出力部材が被駆動物を負荷に抗して直線駆動するときに、遊星ローラが外輪部材の螺旋凸条から作用する力で傾いても、回転軸との接触面圧が局部的に過大とならないようにすることである。
【解決手段】外輪部材５の軸方向への移動を規制して、キャリヤ７を直線運動する出力部材とし、遊星ローラ６の外径面に、キャリヤ７が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニング６ｂを設けることにより、キャリヤ７と一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラ６が、外輪部材５の螺旋凸条５ａからの力Ｆで直線駆動する方向の前方側へ内向きに傾いても、回転軸４の回りを転動する遊星ローラ６の前端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにした。
【解決手段】外輪部材５の軸方向への移動を規制して、キャリヤ７を直線運動する出力部材とし、遊星ローラ６の外径面に、キャリヤ７が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニング６ｂを設けることにより、キャリヤ７と一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラ６が、外輪部材５の螺旋凸条５ａからの力Ｆで直線駆動する方向の前方側へ内向きに傾いても、回転軸４の回りを転動する遊星ローラ６の前端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータと、電動式直動アクチュエータを用いてブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータには、運動変換機構としてボールねじ機構やボールランプ機構を採用したものが多く、小容量の電動モータで大きな直線駆動力が得られるように、遊星歯車減速機構等の歯車減速機構を組み込んだものが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した電動式直動アクチュエータに採用されているボールねじ機構やボールランプ機構は、リードを有するねじ筋や傾斜カム面に沿わせる運動変換機構によって、ある程度の増力機能を有するが、電動式ブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能は確保できない。このため、これらの運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータでは、遊星歯車減速機構等の別途の減速機構を組み込んで駆動力を増力しているが、このように別途の減速機構を組み込むことは、電動式直動アクチュエータのコンパクトな設計を阻害する。
【０００４】
このような問題に対して、本発明者らは、別途の減速機構を組み込むことなく大きな増力機能を確保でき、直動ストロークが比較的小さい電動式ブレーキ装置にも好適な電動式直動アクチュエータとして、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に固定された外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、遊星ローラの外径面に、螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、外輪部材とキャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、回転軸の回転運動をキャリヤの直線運動に変換して、キャリヤを被駆動物を直線駆動する出力部材とした機構を先に開発している（特許文献２、３参照）。また、キャリヤの軸方向への移動を規制して、外輪部材を直線運動する出力部材とした機構も提案している（特願２００８−２６０５４７）。
【０００５】
一方、車両用ブレーキ装置としては油圧式のものが多く採用されてきたが、近年、ＡＢＳ(Antilock Brake System)等の高度なブレーキ制御の導入に伴い、これらの制御を複雑な油圧回路なしに行うことができる電動式ブレーキ装置が注目されている。電動式ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込み信号等で電動モータを作動させ、上述したような電動式直動アクチュエータをキャリパボディに組み込んでブレーキ部材を被制動部材に押圧するものである（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２７１９０号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７１７号公報
【特許文献３】特開２００７−３７３０５号公報
【特許文献４】特開２００３−３４３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２、３に記載されたキャリヤを直線運動する出力部材とした電動式直動アクチュエータは、別途の減速機構を組み込むことなく、コンパクトな設計で大きな増力機能を確保できるが、キャリヤが出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動するときに、後の図４（ａ）に示すように、キャリヤ７と一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラ６に、外輪部材５の内径面の螺旋凸条５ａから駆動方向向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラが駆動方向の前方側へ内向きに傾くモーメントＭが発生し、回転軸の回りを転動する遊星ローラの前端側での接触面圧が局部的に過大となって、疲労寿命が低下する恐れがある。
【０００８】
また、特願２００８−２６０５４７で提案した外輪部材を直線運動する出力部材とした電動式直動アクチュエータは、外輪部材が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動するときに、後の図７（ａ）に示すように、キャリヤ７と一緒に軸方向移動を規制された遊星ローラ６に、外輪部材５の螺旋凸条５ａから駆動方向と逆向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラが駆動方向と反対の後方側へ内向きに傾くモーメントＭが発生し、回転軸の回りを転動する遊星ローラの後端側での接触面圧が局部的に過大となって、疲労寿命が低下する恐れがある。
【０００９】
なお、前記出力部材としてのキャリヤや外輪部材が無負荷で駆動方向と逆方向に移動するときも、外輪部材の螺旋凸条から遊星ローラには、上述した各方向と逆方向の力が斜めに作用するが、この力は小さいので、遊星ローラと回転軸との接触面圧が軸端側で過大となる恐れはない。ただし、出力部材が両方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動するものでは、出力部材がキャリヤまたは外輪部材のいずれの場合も、遊星ローラが外輪部材の螺旋凸条から作用する力で傾いたときに、両端側で回転軸との接触面圧が過大となる恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、出力部材が被駆動物を負荷に抗して直線駆動するときに、遊星ローラが外輪部材の螺旋凸条から作用する力で傾いても、回転軸との接触面圧が局部的に過大とならないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記外輪部材の軸方向への移動を規制して、前記キャリヤを直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記キャリヤが出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを付与した構成を採用した。
【００１２】
すなわち、外輪部材の軸方向への移動を規制して、キャリヤを直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくともキャリヤが出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けることにより、キャリヤと一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で直線駆動する方向の前方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの前端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長できるようにした。
【００１３】
また、本発明は、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記キャリヤの軸方向への移動を規制して、前記外輪部材を直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記外輪部材が出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径にドロップするクラウニングを付与した構成も採用した。
【００１４】
すなわち、キャリヤの軸方向への移動を規制して、外輪部材を直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも外輪部材が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けることにより、軸方向移動を規制された遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で後方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの後端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長できるようにした。
【００１５】
前記クラウニングの付与長さは、前記遊星ローラの胴長の１／２以下とするのがよい。クラウニングの付与長さが胴長の１／２を超えると、クラウニングを付与しない部位での回転軸との接触面圧が高くなるからである。
【００１６】
前記クラウニングの前記軸端での半径当たりのドロップ量は０．１ｍｍ以下とするのがよい。クラウニングのドロップ量が０．１ｍｍを超えると、回転軸との非接触領域が生じ、軸方向での平均接触面圧が高くなるからである。
【００１７】
前記遊星ローラの軸方向の両側に前記クラウニングを付与することにより、出力部材が両方向へ被駆動物を負荷に抗して直線駆動するものであっても、遊星ローラと回転軸との接触面圧が局部的に過大とならないようにすることができる。
【００１８】
前記遊星ローラを、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとすることにより、遊星ローラの外径面の表面硬さを確保した上で靭性を高め、遊星ローラの疲労寿命をより延長することができる。
【００１９】
前記回転軸を、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとすることにより、回転軸の外径面の表面硬さを確保した上で靭性を高め、回転軸の疲労寿命を延長することができる。
【００２０】
前記外輪部材を、鋼製で少なくとも内径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとすることにより、外輪部材の内径面の表面硬さを確保した上で靭性を高め、外輪部材の疲労寿命を延長することができる。
【００２１】
また、本発明は、電動モータの回転運動を出力部材の直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに上述したいずれかの電動式直動アクチュエータを用いた構成を採用することにより、直動アクチュエータの出力部材がブレーキ部材を負荷に抗して直線駆動するときに、遊星ローラが外輪部材の螺旋凸条からの力で傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長できるようにした。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電動式直動アクチュエータは、外輪部材の軸方向への移動を規制して、キャリヤを直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくともキャリヤが出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けたので、キャリヤと一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で直線駆動する方向の前方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの前端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長することができる。
【００２３】
また、本発明の電動式直動アクチュエータは、キャリヤの軸方向への移動を規制して、外輪部材を直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも外輪部材が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けるようにもしたので、軸方向移動を規制された遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で後方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの後端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態の電動式直動アクチュエータを示す縦断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】ａは図１のキャリヤが被駆動物を直線駆動する動きを説明する縦断面図、ｂはａの遊星ローラの外径部を拡大して示す縦断面図
【図５】図１の電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す縦断面図
【図６】第２の実施形態の電動式直動アクチュエータを示す縦断面図
【図７】ａは図６の外輪部材が被駆動物を直線駆動する動きを説明する縦断面図、ｂはａの遊星ローラの外径部を拡大して示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。この電動式直動アクチュエータは、図１乃至図３に示すように、ハウジング１の円筒部１ａの一端側に片側へ張り出すフランジ１ｂが設けられ、このフランジ１ｂに電動モータ２が円筒部１ａと平行に取り付けられている。電動モータ２のロータ軸２ａの回転は、歯車３ａ、３ｂ、３ｃによって円筒部１ａの中心に配設された回転軸４に伝達され、円筒部１ａの内径面に固定された外輪部材５と回転軸４との間に介在する４個の遊星ローラ６が、キャリヤ７に回転自在に支持されて、回転軸４の回転に伴ってその周りを自転しながら公転し、後述する外輪部材５の螺旋凸条５ａと遊星ローラ６の螺旋溝６ａとの係合によって、遊星ローラ６を支持するキャリヤ７と外輪部材５とが軸方向へ相対移動するようになっている。この実施形態では、外輪部材５の軸方向への移動が規制され、キャリヤ７が直線運動する出力部材とされている。
【００２６】
前記ハウジング１のフランジ１ｂを設けた側には蓋１ｃが取り付けられ、歯車３ａ、３ｂ、３ｃは蓋１ｃで覆われた空間の軸方向同一断面内で噛み合うように配設されている。また、円筒部１ａの蓋１ｃ側には軸支持部材８が内嵌され、歯車３ｃを取り付けられた回転軸４の基端側が軸支持部材８に玉軸受９で支持されている。軸支持部材８は外輪部材５の端面に当接され、外輪部材５は軸支持部材８を抜け止めする止め輪１０ａと、反対側の止め輪１０ｂとで軸方向への移動を規制されている。なお、ロータ軸２ａに取り付けられた歯車３ａと歯車３ｃに噛み合う中間歯車３ｂは、フランジ１ｂと蓋１ｃに差し渡された軸ピン１１に玉軸受１２で支持されている。
【００２７】
前記キャリヤ７は、回転軸４にすべり軸受１３ａ、１３ｂでスライド可能かつ相対回転可能に外嵌されたキャリヤ本体７ａおよび支持板７ｂと、離間したキャリヤ本体７ａと支持板７ｂに両端部を支持され、遊星ローラ６を回転自在に支持する支持ピン７ｃと、支持板７ｂをキャリヤ本体７ａに位相合わせして連結する複数の連結棒７ｄとからなり、各連結棒７ｄの両端部はボルト７ｅでキャリヤ本体７ａと支持板７ｂに連結されている。各支持ピン７ｃは、その両端側をキャリヤ本体７ａと支持板７ｂとに設けられた半径方向の長孔１４に、円周方向への移動を規制され、半径方向への移動を許容されて取り付けられている。
【００２８】
前記各支持ピン７ｃの両端部の外径面には溝１５が設けられ、円周方向の一部を切り欠いたばね鋼で形成された縮径リングばね１６が、各溝１５に嵌め込まれて、各支持ピン７ｃを包絡するように巻回されて装着されている。したがって、各支持ピン７ｃに回転自在に支持された各遊星ローラ６が回転軸４の外径面に押圧付勢され、回転軸４の回転トルクが安定して各遊星ローラ６に伝達される。
【００２９】
前記各遊星ローラ６は、内径面に装着された針状ころ軸受１７でキャリヤ７の支持ピン７ｃに回転自在に支持され、その自転をスラストころ軸受１８でキャリヤ本体７ａに支持されている。各遊星ローラ６と一緒に公転し、出力部材として直線運動するキャリヤ７の前面側には、被駆動物と連結する連結部材１９が設けられている。なお、隣接する各遊星ローラ６間には、両側の遊星ローラ６の外径面に摺接してグリースを塗布する扇形状の潤滑剤塗布部材２０が、キャリヤ７の連結棒７ｄと外輪部材５の内径面との間に保持されている。
【００３０】
前記連結部材１９は、キャリヤ本体７ａの筒部に外嵌されて止め輪２１で抜け止めされ、スラストころ軸受２２でキャリヤ本体７ａと相対回転自在に支持されており、被駆動物に連結されて回り止めするキー２３が前端面に設けられている。なお、連結部材１９の外径側は、ハウジング１の円筒部１ａとの間を環状のシール部材２４でシールされ、連結部材１９の内径側は、キャリヤ本体７ａに内嵌された回転軸４の端を覆うように、膜状のシール部材２５でシールされている。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、前記外輪部材５の内径面には２条の螺旋凸条５ａが設けられ、遊星ローラ６の外径面には、螺旋凸条５ａが嵌まり込み、螺旋凸条５ａと同一ピッチでリード角の異なる１条の螺旋溝６ａが設けられている。これらの螺旋凸条５ａと螺旋溝６ａの係合によって、回転軸４の周りを自転しながら公転する遊星ローラ６が、螺旋凸条５ａと螺旋溝６ａとのリード角の差で、外輪部材５と軸方向へ相対移動するように直線運動し、出力部材としてのキャリヤ７も、遊星ローラ６と一緒に直線運動する。なお、外輪部材５の螺旋凸条５ａを２条の多条螺旋としたのは、遊星ローラ６の螺旋溝６ａとのリード角の差の設定自由度を大きくするためであり、螺旋凸条５ａは１条のものとしてもよい。また、遊星ローラ６の螺旋溝６ａは、螺旋凸条５ａと同一ピッチの周方向溝とすることもできる。
【００３２】
また、前記出力部材としてのキャリヤ７は、図４（ａ）中に矢印で示す左方へ直線運動するときに、連結部材１９を介して被駆動部材を負荷に抗して直線駆動する。このとき、キャリヤ７と一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラ６には、外輪部材５の螺旋凸条５ａから駆動方向の左向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラ６には駆動方向の前方側へ内向きに傾くモーメントＭが発生する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、前記遊星ローラ６の外径面には、前記駆動方向の前方となる左側で、軸端側が小径にドロップするクラウニング６ｂが付与されている。この図は、クラウニング６ｂを明示するために、半径方向に拡大されている。クラウニング６ｂの付与長さＬは、遊星ローラ６の胴長の１／２以下の約１／３とされ、軸端での半径当りのドロップ量ｄは、０．１ｍｍ以下の０．０８ｍｍとされている。したがって、前記外輪部材５の螺旋凸条５ａからの力Ｆによって、遊星ローラ６が前方側へ内向きに傾いても、回転軸４の回りを転動する遊星ローラ６の前端側での接触面圧が局部的に過大となる恐れはない。
【００３４】
図５は、上述した電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す。この電動式ブレーキ装置は、キャリパボディ３１の内部で被制動部材としてのディスクロータ３２の両側に、ブレーキ部材としてのブレーキパッド３３を対向配置したディスクブレーキであり、キャリパボディ３１に電動式直動アクチュエータのハウジング１が固定され、出力部材としてのキャリヤ７が左方へ直線運動するときに、キャリヤ７が連結部材１９を介して、被駆動物としてのブレーキパッド３３を負荷に抗してディスクロータ３２に押圧するようになっている。なお、この図では、電動式直動アクチュエータが図１で示した断面と直交する断面で示されている。
【００３５】
図６および図７は、第２の実施形態を示す。この電動式直動アクチュエータは、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記キャリヤ７の軸方向への移動が規制され、前記外輪部材５が直線運動する出力部材とされている点が主として異なる。図６に示すように、この実施形態では、前記キャリヤ７のキャリヤ本体７ａと支持板７ｂが、第１の実施形態のものとは左右反対に配置され、キャリヤ本体７ａがサポート部材７ｆを介してスラストころ軸受２６で、前記ハウジング１の円筒部１ａの蓋１ｃ側に内嵌された軸支持部材８に公転自在に支持されている。軸支持部材８は止め輪１０ａ、１０ｃで軸方向両側を固定され、支持板７ｂがすべり軸受２７を介して止め輪２８で回転軸４に抜け止めされて、キャリヤ７の軸方向への移動が規制されている。
【００３６】
また、前記出力部材としての外輪部材５は、ハウジング１の円筒部１ａにスライド可能に内嵌され、被駆動物に連結されて回り止めするキー２３が前端面に設けられている。なお、外輪部材５の外径側は、円筒部１ａとの間を環状のシール部材２４でシールされ、外輪部材５の内径側は、キャリヤ７の支持板７ｂに内嵌された回転軸４の端を覆うように、膜状のシール部材２５でシールされている。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、前記外輪部材５の内径面には２条の螺旋凸条５ａが設けられ、遊星ローラ６の外径面には、螺旋凸条５ａが嵌まり込み、螺旋凸条５ａと同一ピッチでリード角の異なる１条の螺旋溝６ａが設けられており、外輪部材５がキャリヤ７と軸方向へ相対移動するように直線運動する。
【００３８】
この実施形態では、前記出力部材としての外輪部材５が、左右両方向へ直線運動するときに、被駆動部材を負荷に抗して直線駆動するようになっている。図７（ａ）中に矢印で示すように、外輪部材５が左方へ直線駆動するときは、キャリヤ７と一緒に軸方向移動を規制された遊星ローラ６には、外輪部材５の螺旋凸条５ａから駆動方向と反対の右向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラ６には駆動方向と反対の右側へ内向きに傾くモーメントＭが発生する。図示は省略するが、外輪部材５が右方へ直線駆動するときは、左向きの力Ｆが斜めに作用し、遊星ローラ６には左側へ内向きに傾くモーメントが発生する。
【００３９】
図７（ｂ）に示すように、前記遊星ローラ６の外径面には、左右両側で軸端側が小径にドロップするクラウニング６ｂが付与されている。この図も、クラウニング６ｂを明示するために、半径方向に拡大されている。クラウニング６ｂの付与長さＬは、遊星ローラ６の胴長の約１／４とされ、両軸端での半径当りのドロップ量ｄは０．０８ｍｍとされている。したがって、外輪部材５の螺旋凸条５ａからの力Ｆによって、遊星ローラ６が左右いずれの側へ内向きに傾いても、回転軸４の回りを転動する遊星ローラ６の両端部での接触面圧が局部的に過大となる恐れはない。
【００４０】
上述した実施形態では、外輪部材の内径面の螺旋凸条を一体に形成したが、外輪部材の内径面に螺旋溝を設け、この螺旋溝に嵌め込まれた別体の条部材で螺旋凸条を形成することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１ ハウジング
１ａ 円筒部
１ｂ フランジ
１ｃ 蓋
２ 電動モータ
２ａ ロータ軸
３ａ、３ｂ、３ｃ 歯車
４ 回転軸
５ 外輪部材
５ａ 螺旋凸条
６ 遊星ローラ
６ａ 螺旋溝
６ｂ クラウニング
７ キャリヤ
７ａ キャリヤ本体
７ｂ 支持板
７ｃ 支持ピン
７ｄ 連結棒
７ｅ ボルト
７ｆ サポート部材
８ 軸支持部材
９ 玉軸受
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 止め輪
１１ 軸ピン
１２ 玉軸受
１３ａ、１３ｂ すべり軸受
１４ 長孔
１５ 溝
１６ 縮径リングばね
１７ 針状ころ軸受
１８ スラストころ軸受
１９ 連結部材
２０ 潤滑剤塗布部材
２１ 止め輪
２２ スラストころ軸受
２３ キー
２４、２５ シール部材
２６ スラストころ軸受
２７ すべり軸受
２８ 止め輪
３１ キャリパボディ
３２ ディスクロータ
３３ ブレーキパッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータと、電動式直動アクチュエータを用いてブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータの回転運動を直線運動に変換して被駆動物を直線駆動する電動式直動アクチュエータには、運動変換機構としてボールねじ機構やボールランプ機構を採用したものが多く、小容量の電動モータで大きな直線駆動力が得られるように、遊星歯車減速機構等の歯車減速機構を組み込んだものが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した電動式直動アクチュエータに採用されているボールねじ機構やボールランプ機構は、リードを有するねじ筋や傾斜カム面に沿わせる運動変換機構によって、ある程度の増力機能を有するが、電動式ブレーキ装置等で必要とされるような大きな増力機能は確保できない。このため、これらの運動変換機構を採用した電動式直動アクチュエータでは、遊星歯車減速機構等の別途の減速機構を組み込んで駆動力を増力しているが、このように別途の減速機構を組み込むことは、電動式直動アクチュエータのコンパクトな設計を阻害する。
【０００４】
このような問題に対して、本発明者らは、別途の減速機構を組み込むことなく大きな増力機能を確保でき、直動ストロークが比較的小さい電動式ブレーキ装置にも好適な電動式直動アクチュエータとして、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に固定された外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、遊星ローラの外径面に、螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、外輪部材とキャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、回転軸の回転運動をキャリヤの直線運動に変換して、キャリヤを被駆動物を直線駆動する出力部材とした機構を先に開発している（特許文献２、３参照）。また、キャリヤの軸方向への移動を規制して、外輪部材を直線運動する出力部材とした機構も提案している（特願２００８−２６０５４７）。
【０００５】
一方、車両用ブレーキ装置としては油圧式のものが多く採用されてきたが、近年、ＡＢＳ(Antilock Brake System)等の高度なブレーキ制御の導入に伴い、これらの制御を複雑な油圧回路なしに行うことができる電動式ブレーキ装置が注目されている。電動式ブレーキ装置は、ブレーキペダルの踏み込み信号等で電動モータを作動させ、上述したような電動式直動アクチュエータをキャリパボディに組み込んでブレーキ部材を被制動部材に押圧するものである（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３２７１９０号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７１７号公報
【特許文献３】特開２００７−３７３０５号公報
【特許文献４】特開２００３−３４３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２、３に記載されたキャリヤを直線運動する出力部材とした電動式直動アクチュエータは、別途の減速機構を組み込むことなく、コンパクトな設計で大きな増力機能を確保できるが、キャリヤが出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動するときに、後の図４（ａ）に示すように、キャリヤ７と一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラ６に、外輪部材５の内径面の螺旋凸条５ａから駆動方向向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラが駆動方向の前方側へ内向きに傾くモーメントＭが発生し、回転軸の回りを転動する遊星ローラの前端側での接触面圧が局部的に過大となって、疲労寿命が低下する恐れがある。
【０００８】
また、特願２００８−２６０５４７で提案した外輪部材を直線運動する出力部材とした電動式直動アクチュエータは、外輪部材が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動するときに、後の図７（ａ）に示すように、キャリヤ７と一緒に軸方向移動を規制された遊星ローラ６に、外輪部材５の螺旋凸条５ａから駆動方向と逆向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラが駆動方向と反対の後方側へ内向きに傾くモーメントＭが発生し、回転軸の回りを転動する遊星ローラの後端側での接触面圧が局部的に過大となって、疲労寿命が低下する恐れがある。
【０００９】
なお、前記出力部材としてのキャリヤや外輪部材が無負荷で駆動方向と逆方向に移動するときも、外輪部材の螺旋凸条から遊星ローラには、上述した各方向と逆方向の力が斜めに作用するが、この力は小さいので、遊星ローラと回転軸との接触面圧が軸端側で過大となる恐れはない。ただし、出力部材が両方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動するものでは、出力部材がキャリヤまたは外輪部材のいずれの場合も、遊星ローラが外輪部材の螺旋凸条から作用する力で傾いたときに、両端側で回転軸との接触面圧が過大となる恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、出力部材が被駆動物を負荷に抗して直線駆動するときに、遊星ローラが外輪部材の螺旋凸条から作用する力で傾いても、回転軸との接触面圧が局部的に過大とならないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記外輪部材の軸方向への移動を規制して、前記キャリヤを直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記キャリヤが出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを付与した構成を採用した。
【００１２】
すなわち、外輪部材の軸方向への移動を規制して、キャリヤを直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくともキャリヤが出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けることにより、キャリヤと一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で直線駆動する方向の前方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの前端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長できるようにした。
【００１３】
また、本発明は、電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記キャリヤの軸方向への移動を規制して、前記外輪部材を直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記外輪部材が出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径にドロップするクラウニングを付与した構成も採用した。
【００１４】
すなわち、キャリヤの軸方向への移動を規制して、外輪部材を直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも外輪部材が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けることにより、軸方向移動を規制された遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で後方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの後端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長できるようにした。
【００１５】
前記クラウニングの付与長さは、前記遊星ローラの胴長の１／２以下とするのがよい。クラウニングの付与長さが胴長の１／２を超えると、クラウニングを付与しない部位での回転軸との接触面圧が高くなるからである。
【００１６】
前記クラウニングの前記軸端での半径当たりのドロップ量は０．１ｍｍ以下とするのがよい。クラウニングのドロップ量が０．１ｍｍを超えると、回転軸との非接触領域が生じ、軸方向での平均接触面圧が高くなるからである。
【００１７】
前記遊星ローラの軸方向の両側に前記クラウニングを付与することにより、出力部材が両方向へ被駆動物を負荷に抗して直線駆動するものであっても、遊星ローラと回転軸との接触面圧が局部的に過大とならないようにすることができる。
【００１８】
前記遊星ローラを、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとすることにより、遊星ローラの外径面の表面硬さを確保した上で靭性を高め、遊星ローラの疲労寿命をより延長することができる。
【００１９】
前記回転軸を、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとすることにより、回転軸の外径面の表面硬さを確保した上で靭性を高め、回転軸の疲労寿命を延長することができる。
【００２０】
前記外輪部材を、鋼製で少なくとも内径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとすることにより、外輪部材の内径面の表面硬さを確保した上で靭性を高め、外輪部材の疲労寿命を延長することができる。
【００２１】
また、本発明は、電動モータの回転運動を出力部材の直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに上述したいずれかの電動式直動アクチュエータを用いた構成を採用することにより、直動アクチュエータの出力部材がブレーキ部材を負荷に抗して直線駆動するときに、遊星ローラが外輪部材の螺旋凸条からの力で傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長できるようにした。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電動式直動アクチュエータは、外輪部材の軸方向への移動を規制して、キャリヤを直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくともキャリヤが出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けたので、キャリヤと一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で直線駆動する方向の前方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの前端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長することができる。
【００２３】
また、本発明の電動式直動アクチュエータは、キャリヤの軸方向への移動を規制して、外輪部材を直線運動する出力部材とし、遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも外輪部材が出力部材として被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径となるクラウニングを設けるようにもしたので、軸方向移動を規制された遊星ローラが、外輪部材の螺旋凸条からの力で後方側へ内向きに傾いても、回転軸の回りを転動する遊星ローラの後端側での接触面圧が局部的に過大とならないようにし、遊星ローラの疲労寿命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態の電動式直動アクチュエータを示す縦断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】ａは図１のキャリヤが被駆動物を直線駆動する動きを説明する縦断面図、ｂはａの遊星ローラの外径部を拡大して示す縦断面図
【図５】図１の電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す縦断面図
【図６】第２の実施形態の電動式直動アクチュエータを示す縦断面図
【図７】ａは図６の外輪部材が被駆動物を直線駆動する動きを説明する縦断面図、ｂはａの遊星ローラの外径部を拡大して示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。この電動式直動アクチュエータは、図１乃至図３に示すように、ハウジング１の円筒部１ａの一端側に片側へ張り出すフランジ１ｂが設けられ、このフランジ１ｂに電動モータ２が円筒部１ａと平行に取り付けられている。電動モータ２のロータ軸２ａの回転は、歯車３ａ、３ｂ、３ｃによって円筒部１ａの中心に配設された回転軸４に伝達され、円筒部１ａの内径面に固定された外輪部材５と回転軸４との間に介在する４個の遊星ローラ６が、キャリヤ７に回転自在に支持されて、回転軸４の回転に伴ってその周りを自転しながら公転し、後述する外輪部材５の螺旋凸条５ａと遊星ローラ６の螺旋溝６ａとの係合によって、遊星ローラ６を支持するキャリヤ７と外輪部材５とが軸方向へ相対移動するようになっている。この実施形態では、外輪部材５の軸方向への移動が規制され、キャリヤ７が直線運動する出力部材とされている。
【００２６】
前記ハウジング１のフランジ１ｂを設けた側には蓋１ｃが取り付けられ、歯車３ａ、３ｂ、３ｃは蓋１ｃで覆われた空間の軸方向同一断面内で噛み合うように配設されている。また、円筒部１ａの蓋１ｃ側には軸支持部材８が内嵌され、歯車３ｃを取り付けられた回転軸４の基端側が軸支持部材８に玉軸受９で支持されている。軸支持部材８は外輪部材５の端面に当接され、外輪部材５は軸支持部材８を抜け止めする止め輪１０ａと、反対側の止め輪１０ｂとで軸方向への移動を規制されている。なお、ロータ軸２ａに取り付けられた歯車３ａと歯車３ｃに噛み合う中間歯車３ｂは、フランジ１ｂと蓋１ｃに差し渡された軸ピン１１に玉軸受１２で支持されている。
【００２７】
前記キャリヤ７は、回転軸４にすべり軸受１３ａ、１３ｂでスライド可能かつ相対回転可能に外嵌されたキャリヤ本体７ａおよび支持板７ｂと、離間したキャリヤ本体７ａと支持板７ｂに両端部を支持され、遊星ローラ６を回転自在に支持する支持ピン７ｃと、支持板７ｂをキャリヤ本体７ａに位相合わせして連結する複数の連結棒７ｄとからなり、各連結棒７ｄの両端部はボルト７ｅでキャリヤ本体７ａと支持板７ｂに連結されている。各支持ピン７ｃは、その両端側をキャリヤ本体７ａと支持板７ｂとに設けられた半径方向の長孔１４に、円周方向への移動を規制され、半径方向への移動を許容されて取り付けられている。
【００２８】
前記各支持ピン７ｃの両端部の外径面には溝１５が設けられ、円周方向の一部を切り欠いたばね鋼で形成された縮径リングばね１６が、各溝１５に嵌め込まれて、各支持ピン７ｃを包絡するように巻回されて装着されている。したがって、各支持ピン７ｃに回転自在に支持された各遊星ローラ６が回転軸４の外径面に押圧付勢され、回転軸４の回転トルクが安定して各遊星ローラ６に伝達される。
【００２９】
前記各遊星ローラ６は、内径面に装着された針状ころ軸受１７でキャリヤ７の支持ピン７ｃに回転自在に支持され、その自転をスラストころ軸受１８でキャリヤ本体７ａに支持されている。各遊星ローラ６と一緒に公転し、出力部材として直線運動するキャリヤ７の前面側には、被駆動物と連結する連結部材１９が設けられている。なお、隣接する各遊星ローラ６間には、両側の遊星ローラ６の外径面に摺接してグリースを塗布する扇形状の潤滑剤塗布部材２０が、キャリヤ７の連結棒７ｄと外輪部材５の内径面との間に保持されている。
【００３０】
前記連結部材１９は、キャリヤ本体７ａの筒部に外嵌されて止め輪２１で抜け止めされ、スラストころ軸受２２でキャリヤ本体７ａと相対回転自在に支持されており、被駆動物に連結されて回り止めするキー２３が前端面に設けられている。なお、連結部材１９の外径側は、ハウジング１の円筒部１ａとの間を環状のシール部材２４でシールされ、連結部材１９の内径側は、キャリヤ本体７ａに内嵌された回転軸４の端を覆うように、膜状のシール部材２５でシールされている。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、前記外輪部材５の内径面には２条の螺旋凸条５ａが設けられ、遊星ローラ６の外径面には、螺旋凸条５ａが嵌まり込み、螺旋凸条５ａと同一ピッチでリード角の異なる１条の螺旋溝６ａが設けられている。これらの螺旋凸条５ａと螺旋溝６ａの係合によって、回転軸４の周りを自転しながら公転する遊星ローラ６が、螺旋凸条５ａと螺旋溝６ａとのリード角の差で、外輪部材５と軸方向へ相対移動するように直線運動し、出力部材としてのキャリヤ７も、遊星ローラ６と一緒に直線運動する。なお、外輪部材５の螺旋凸条５ａを２条の多条螺旋としたのは、遊星ローラ６の螺旋溝６ａとのリード角の差の設定自由度を大きくするためであり、螺旋凸条５ａは１条のものとしてもよい。また、遊星ローラ６の螺旋溝６ａは、螺旋凸条５ａと同一ピッチの周方向溝とすることもできる。
【００３２】
また、前記出力部材としてのキャリヤ７は、図４（ａ）中に矢印で示す左方へ直線運動するときに、連結部材１９を介して被駆動部材を負荷に抗して直線駆動する。このとき、キャリヤ７と一緒に被駆動物を直線駆動する遊星ローラ６には、外輪部材５の螺旋凸条５ａから駆動方向の左向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラ６には駆動方向の前方側へ内向きに傾くモーメントＭが発生する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、前記遊星ローラ６の外径面には、前記駆動方向の前方となる左側で、軸端側が小径にドロップするクラウニング６ｂが付与されている。この図は、クラウニング６ｂを明示するために、半径方向に拡大されている。クラウニング６ｂの付与長さＬは、遊星ローラ６の胴長の１／２以下の約１／３とされ、軸端での半径当りのドロップ量ｄは、０．１ｍｍ以下の０．０８ｍｍとされている。したがって、前記外輪部材５の螺旋凸条５ａからの力Ｆによって、遊星ローラ６が前方側へ内向きに傾いても、回転軸４の回りを転動する遊星ローラ６の前端側での接触面圧が局部的に過大となる恐れはない。
【００３４】
図５は、上述した電動式直動アクチュエータを採用した電動式ブレーキ装置を示す。この電動式ブレーキ装置は、キャリパボディ３１の内部で被制動部材としてのディスクロータ３２の両側に、ブレーキ部材としてのブレーキパッド３３を対向配置したディスクブレーキであり、キャリパボディ３１に電動式直動アクチュエータのハウジング１が固定され、出力部材としてのキャリヤ７が左方へ直線運動するときに、キャリヤ７が連結部材１９を介して、被駆動物としてのブレーキパッド３３を負荷に抗してディスクロータ３２に押圧するようになっている。なお、この図では、電動式直動アクチュエータが図１で示した断面と直交する断面で示されている。
【００３５】
図６および図７は、第２の実施形態を示す。この電動式直動アクチュエータは、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記キャリヤ７の軸方向への移動が規制され、前記外輪部材５が直線運動する出力部材とされている点が主として異なる。図６に示すように、この実施形態では、前記キャリヤ７のキャリヤ本体７ａと支持板７ｂが、第１の実施形態のものとは左右反対に配置され、キャリヤ本体７ａがサポート部材７ｆを介してスラストころ軸受２６で、前記ハウジング１の円筒部１ａの蓋１ｃ側に内嵌された軸支持部材８に公転自在に支持されている。軸支持部材８は止め輪１０ａ、１０ｃで軸方向両側を固定され、支持板７ｂがすべり軸受２７を介して止め輪２８で回転軸４に抜け止めされて、キャリヤ７の軸方向への移動が規制されている。
【００３６】
また、前記出力部材としての外輪部材５は、ハウジング１の円筒部１ａにスライド可能に内嵌され、被駆動物に連結されて回り止めするキー２３が前端面に設けられている。なお、外輪部材５の外径側は、円筒部１ａとの間を環状のシール部材２４でシールされ、外輪部材５の内径側は、キャリヤ７の支持板７ｂに内嵌された回転軸４の端を覆うように、膜状のシール部材２５でシールされている。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、前記外輪部材５の内径面には２条の螺旋凸条５ａが設けられ、遊星ローラ６の外径面には、螺旋凸条５ａが嵌まり込み、螺旋凸条５ａと同一ピッチでリード角の異なる１条の螺旋溝６ａが設けられており、外輪部材５がキャリヤ７と軸方向へ相対移動するように直線運動する。
【００３８】
この実施形態では、前記出力部材としての外輪部材５が、左右両方向へ直線運動するときに、被駆動部材を負荷に抗して直線駆動するようになっている。図７（ａ）中に矢印で示すように、外輪部材５が左方へ直線駆動するときは、キャリヤ７と一緒に軸方向移動を規制された遊星ローラ６には、外輪部材５の螺旋凸条５ａから駆動方向と反対の右向きの力Ｆが斜めに作用する。このため、遊星ローラ６には駆動方向と反対の右側へ内向きに傾くモーメントＭが発生する。図示は省略するが、外輪部材５が右方へ直線駆動するときは、左向きの力Ｆが斜めに作用し、遊星ローラ６には左側へ内向きに傾くモーメントが発生する。
【００３９】
図７（ｂ）に示すように、前記遊星ローラ６の外径面には、左右両側で軸端側が小径にドロップするクラウニング６ｂが付与されている。この図も、クラウニング６ｂを明示するために、半径方向に拡大されている。クラウニング６ｂの付与長さＬは、遊星ローラ６の胴長の約１／４とされ、両軸端での半径当りのドロップ量ｄは０．０８ｍｍとされている。したがって、外輪部材５の螺旋凸条５ａからの力Ｆによって、遊星ローラ６が左右いずれの側へ内向きに傾いても、回転軸４の回りを転動する遊星ローラ６の両端部での接触面圧が局部的に過大となる恐れはない。
【００４０】
上述した実施形態では、外輪部材の内径面の螺旋凸条を一体に形成したが、外輪部材の内径面に螺旋溝を設け、この螺旋溝に嵌め込まれた別体の条部材で螺旋凸条を形成することもできる。
【符号の説明】
【００４１】
１ ハウジング
１ａ 円筒部
１ｂ フランジ
１ｃ 蓋
２ 電動モータ
２ａ ロータ軸
３ａ、３ｂ、３ｃ 歯車
４ 回転軸
５ 外輪部材
５ａ 螺旋凸条
６ 遊星ローラ
６ａ 螺旋溝
６ｂ クラウニング
７ キャリヤ
７ａ キャリヤ本体
７ｂ 支持板
７ｃ 支持ピン
７ｄ 連結棒
７ｅ ボルト
７ｆ サポート部材
８ 軸支持部材
９ 玉軸受
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 止め輪
１１ 軸ピン
１２ 玉軸受
１３ａ、１３ｂ すべり軸受
１４ 長孔
１５ 溝
１６ 縮径リングばね
１７ 針状ころ軸受
１８ スラストころ軸受
１９ 連結部材
２０ 潤滑剤塗布部材
２１ 止め輪
２２ スラストころ軸受
２３ キー
２４、２５ シール部材
２６ スラストころ軸受
２７ すべり軸受
２８ 止め輪
３１ キャリパボディ
３２ ディスクロータ
３３ ブレーキパッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記外輪部材の軸方向への移動を規制して、前記キャリヤを直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記キャリヤが出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを付与したことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項２】
電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記キャリヤの軸方向への移動を規制して、前記外輪部材を直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記外輪部材が出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径にドロップするクラウニングを付与したことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記クラウニングの付与長さを、前記遊星ローラの胴長の１／２以下とした請求項１または２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記クラウニングの前記軸端での半径当たりのドロップ量を０．１ｍｍ以下とした請求項１乃至３のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記遊星ローラの軸方向の両側に前記クラウニングを付与した請求項１乃至４のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項６】
前記遊星ローラを、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとした請求項１乃至５のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
前記回転軸を、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとした請求項６に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項８】
前記外輪部材を、鋼製で少なくとも内径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとした請求項６または７に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項９】
電動モータの回転運動を出力部材の直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに請求項１乃至８のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータを用いたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【請求項１】
電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記外輪部材の軸方向への移動を規制して、前記キャリヤを直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記キャリヤが出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の前方側で、軸端側が小径となるクラウニングを付与したことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項２】
電動モータのロータ軸から回転を伝達される回転軸と、この回転軸の外径側でハウジングの内径面に内嵌した外輪部材との間に、キャリヤに回転自在に支持された複数の遊星ローラを介在させて、これらの遊星ローラが前記回転軸の回転に伴って回転軸の周りを自転しながら公転するようにし、前記外輪部材の内径面に螺旋凸条を設け、前記遊星ローラの外径面に、前記螺旋凸条と同一ピッチで螺旋凸条が嵌まり込む周方向溝、または螺旋凸条と同一ピッチでリード角が異なり螺旋凸条が嵌まり込む螺旋溝を設けて、前記外輪部材と前記キャリヤとが軸方向へ相対移動するようにし、前記回転軸の回転運動を前記軸方向へ相対移動する外輪部材とキャリヤのいずれか一方を出力部材とした直線運動に変換して、この直線運動する出力部材が少なくとも一方向で被駆動物を負荷に抗して直線駆動する電動式直動アクチュエータにおいて、前記キャリヤの軸方向への移動を規制して、前記外輪部材を直線運動する出力部材とし、前記遊星ローラの外径面に、軸方向の少なくとも前記外輪部材が出力部材として前記被駆動物を負荷に抗して直線駆動する方向の後方側で、軸端側が小径にドロップするクラウニングを付与したことを特徴とする電動式直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記クラウニングの付与長さを、前記遊星ローラの胴長の１／２以下とした請求項１または２に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記クラウニングの前記軸端での半径当たりのドロップ量を０．１ｍｍ以下とした請求項１乃至３のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記遊星ローラの軸方向の両側に前記クラウニングを付与した請求項１乃至４のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項６】
前記遊星ローラを、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとした請求項１乃至５のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項７】
前記回転軸を、鋼製で少なくとも外径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとした請求項６に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項８】
前記外輪部材を、鋼製で少なくとも内径面に浸炭層が形成され、二次焼入れが施されたものとした請求項６または７に記載の電動式直動アクチュエータ。
【請求項９】
電動モータの回転運動を出力部材の直線運動に変換してブレーキ部材を直線駆動する電動式直動アクチュエータを備え、前記直線駆動されるブレーキ部材を被制動部材に押圧する電動式ブレーキ装置において、前記電動式直動アクチュエータに請求項１乃至８のいずれかに記載の電動式直動アクチュエータを用いたことを特徴とする電動式ブレーキ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２６５９８５（Ｐ２０１０−２６５９８５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７６２５（Ｐ２００９−１１７６２５）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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